华工材料物理化学专业考试大纲

844 金属学考试大纲 金属学与热处理哈尔滨工业大学崔忠圻编,机械工业出版社 一、 考试目的 金属学作为材料物理与化学、材料学、材料加工工程、材料工程硕士 专业学位入学考试的专业课程考试，其目的是考察考生是否具备进行材料 科学与工程领域学习所要求的金属学及热处理知识。 二、 考试的性质与范围 本考试是一种测试应试者金属学及热处理方面基本知识和综合分析能力的 尺度参照性水平考试。考试范围包括本专业考生应具备的金属学、金属热 处理以及金属材料等方面的技能。 三、 考试基本要求 1、掌握金属学及热处理的基本理论与基本概念，建立化学成分、组织结构、 加工工艺与性能之间的相互关系，并用于指导材料的设计和应用 2、了解常用材料的用途和加工工艺 3、初步具备合理选材、妥善安排加工工艺路线、提出合理的热处理技术要 求的能力。 四、 考试形式 本考试采取客观试题与主观试题相结合，基本概念、基本理论测试与综合 分析技能测试相结合的方法。 五、 考试内容（或知识点） 本考试包括以下部分，总分为 150 分。 1. 金属的晶体结构 金属的晶体结构、实际金属的晶体结构及晶体缺陷、位错 2. 纯金属的结晶 金属的结晶、晶核的形成、晶核长大、铸锭结构及其影响因素 3. 金属的塑性变形与再结晶 金属的塑性变形、变形对金属的组织性能的影响、回复与再结晶、金属的 热加工 4. 合金的相结构与二元合金相图 合金中的相结构、合金的结晶过程（包括平衡结晶与不平衡结晶）及合金 相图的建立、二元合金相图的基本类型、合金性能与相图的关系， 5. 扩散 扩散定律、扩散机制、反应扩散、影响扩散的因素 6. 铁碳合金 纯铁的同素异晶转变与铁碳合金中的相、铁碳相图、碳钢 7.三元合金相图 三元相图成分表示方法、元相图中的杠杆定律及重心定律、三元匀晶相图、 固态互不溶解的三元共晶相图 8、钢的热处理 钢在加热时的组织转变、钢在冷却时的组织转变、钢的退火与正火、钢的 淬火和回火、钢的淬透性、钢的表面淬火、钢的化学热处理 9、合金钢 合金元素在钢中的作用、合金钢的分类及编号、合金结构钢、轴承钢、合 金工具钢、不锈耐蚀耐热钢、粉末冶金材料 10、铸铁 铸铁的特点与分类、铸铁的石墨化及其影响因素、灰口铸铁、可锻铸铁、 球墨铸铁 11、有色金属及其合金 铝及其合金、铜及其合金、轴承合金 12、机械零件选材及加工路线分析 选材的一般原则、零件设计与热处理工艺性的关系、典型零件的选材及工 艺分析 六、 考试题型 考试题型及分值如下： 1、 填空题（30 分） 2、 选择题（15 分） 3、 名词解释（20 分） 4、 简答题（30 分） 5、 论述题（55 分） 七、 参考书目：本科通用教材 845 无机材料工艺原理考试大纲 第一套题：陶瓷工艺原理 1.1. 原料 1.1.1. 粘土、石英和长石的种类和性质，它们的组成与工艺性质的关系以及它们在加热过 程中的物理和化学变化。 1.1.2.其它主要天然原料与化工原料的种类和性质以及它们在陶瓷坯釉料中的作用。 1.2. 坯体的工艺基础 1.2.1.传统三元陶瓷的组成特点；相图在确定陶瓷配方中的作用；配料计算。 1.2.2.可塑泥料、注浆泥浆及压制用粉料的制备方法和影响其工艺性能的因素；添加剂的 种类和作用机理。 1.2.3.陶瓷材料显微结构的组成；制备工艺对显微结构和制品性能的影响。 1.2.4.影响陶瓷制品常温强度和高温强度的因素以及提高强度、克服脆性的方法。 1.3. 釉层的工艺基础 1.3.1.釉料成分的种类和性质；确定釉料配方的原则和配料计算方法 。 1.3.2.釉层形成过程的反应；不同釉料的显微结构特点；釉层显微结构与组成及工艺过程 的关系。 1.3.3.釉的熔融温度范围的涵义，釉的主要性质与釉的组成和显微结构的关系；釉料与坯 体的作用以及如何提高坯釉适应性。 1.4. 生产过程 1.4.1.原料精选的基本方法；原料煅烧的目的；原料粉碎方法及其影响因素。 1.4.2.坯料制备工艺对成形性能和制品质量的影响。 1.4.3.可塑法、注浆法和压制法成形的原理和影响因素；成形工艺与产品质量的关系；成 形方法选择原则；陶瓷成形新技术。 1.4.4. 主要施釉方法的特点和选择原则。 1.4.5.主要干燥方法的特点；影响干燥质量的原因；干燥方法及干燥制度的确定。 1.4.6.主要陶瓷烧成方法的特点；烧成制度和烧成方法对产品显微结构与质量的影响；陶 瓷烧成新技术。 1.4.7. 陶瓷的低温快速烧成。 1.5. 其它 1.5.1. 陶瓷清洁生产技术。 1.5.2. 陶瓷工业的可持续发展问题。 1.5.3. 利用现代测试方法分析陶瓷材料的“组成工艺过程显微结构性能”之间的相 互关系。 第二套题：水泥与混凝土工艺 2.1 硅酸盐水泥的组成 2.1.1. 硅酸盐水泥熟料的化学成分和矿物组成 2.1.2. 硅酸盐水泥熟料的率值 2.1.3. 硅酸盐水泥的原燃料及品质要求 2.1.4. 硅酸盐水泥的配料 2.2. 硅酸盐水泥的生产工艺过程 2.2.1. 生料在煅烧过程中的物理化学变化 2.2.2. 水泥窑与煅烧工艺 2.2.3. 粉磨工艺 2.3. 硅酸盐水泥的水化硬化与性能 2.3.1. 熟料矿物的水化 2.3.2. 硅酸盐水泥的水化 2.3.3. 硬化水泥浆体结构 2.3.4. 硅酸盐水泥的性能和检验方法 2.2. 其它通用水泥 2.4.1. 矿渣、粉煤灰及火山灰质混合材料 2.4.2. 几种通用水泥的定义、技术指标和性能 2.5. 混凝土组成材料 和配合比设计 2.5.1. 粗细集料及品质要求 2.5.2. 混凝土掺合料 2.5.3. 混凝土外加剂 2.5.4. 混凝土 配合比设计 2.6. 混凝土的性能 2.6.1. 混凝土拌合物的工作性能 2.6.2. 混凝土的强度 2.6.3. 混凝土的耐久性能 2.6.4. 混凝土性能试验方法 第三套题：玻璃工艺 3.1. 玻璃结构：熟练掌握氧化物玻璃经典结构理论，非氧化物玻璃结构；能举例说明玻璃 形成体、中间体和修饰体对玻璃结构和性能的影响；掌握玻璃热历史对其结构和性能的影 响。 3.2. 玻璃体的生成规律：熟练掌握玻璃体的生成规律和条件，如阳离子的键强、键性和配 位数规律，热力学和动力学条件. 3.3. 玻璃体的相变：了解玻璃体的分相和析晶的一般规律，掌握微晶玻璃的工艺原理和防 止玻璃分相、析晶的主要措施。 3.4. 玻璃的粘度：掌握温度对粘度的关系，组成对粘度的影响，了解玻璃熔体的粘度对玻 璃工艺的指导作用。 3.5. 玻璃的机械性质：了解玻璃的实际强度比理论强度低的很多的原因，掌握玻璃材料增 强的主要方法。 3.6. 玻璃的热学性质和化学稳定性：熟练掌握玻璃有关热学性质的基本概念，掌握影响玻 璃热膨胀系数的主要因素；掌握酸碱水对玻璃的侵蚀机理，熟练掌握影响玻璃化学稳定性 的因素。 3.7. 玻璃的光学性质：熟练掌握玻璃的折射率和光学常数基本概念，掌握玻璃对光的反射、 散射、吸收和透过的概念，了解玻璃增透的原理和方法。 3.8. 玻璃的着色和脱色：掌握玻璃的着色和脱色原理，了解过渡金属离子和稀土离子的光 谱性质。 3.9 玻璃的熔制过程：熟练掌握熔制过程的物理、化学以及物理化学的现象和反应；掌握 影响玻璃熔制过程的工艺因素；了解玻璃体缺陷的检测方法并熟练掌握缺陷的形成、影响 因素以及消除方法。 3.10 光学玻璃：熟练掌握对光学玻璃的基本要求，了解光学玻璃的分类、生产工艺以及质 量检验方法。 3.11 特种玻璃：掌握对激光玻璃和光学纤维的基本要求，了解其制备工艺及应用。 852 物理化学(二)考试大纲 物理化学(多媒体版)葛华才，袁高清，彭程,高等教育出版社 2008 年; 物理化学(第四版)天津大学物理化学教研室,高等教育出版社 2001 年 本基本要求是在本科物理化学64 学时教学要求的基础上有所扩充而提出的， 具体分列如下： 1. 热力学第一定律 掌握理想气体状态方程和混合气体的性质（道尔顿分压定律、阿马格分容定律）。 了解实际气体的状态方程（范德华方程）。 了解实际气体的液化和临界性质。 了解对应状态原理与压缩因子图。 理解下列热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程，热力学标准态 热力学第一定律： 理解热力学第一定律的叙述及数学表达式。掌握内能、功、 热的计算 明了热力学焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔反应焓等概念及掌 握其计算方法 掌握标准摩尔反应焓与温度关系。 掌握理想气体绝热可逆过程的 pVT 关系及理解其功的计算。 了解节流膨胀。 2. 热力学第二定律 了解卡诺循环。 热力学第二定律：理解热力学第二定律的叙述及数学表达式，掌握熵增原理。 掌握理想气体 pVT 变化、相变化和化学变化过程中系统熵变的计算方法和环境熵 变的计算方法，以及掌握用总熵变判断过程的方法 了解热力学第三定律。 明了 Helmholtz 函数和 Gibbs 函数以及标准生成 Gibbs 函数等概念并掌握其计算 方法和各种平衡依据。明了热力学公式的适用条件. 理解热力学基本方程和 Maxwell 关系。 了解用它们推导重要热力学公式的演绎方法。 热力学第二定律应用克拉佩龙方程。会从相平衡条件推导 Clapeyron 方程和 Clapeyron-Clausius 方程，并能应用这些方程进行有关的计算。 3. 多组分系统热力学 掌握 Raoult 定律和 Henry 定律以及它们的应用。 理解偏摩尔量和化学势的概念。理解理想系统(理想溶体及理想稀溶体)中各组分 化学势的表达式。 理解能斯特分配定律。 了解稀溶液的依数性。 了解逸度和活度的概念。了解逸度和活度的标准态和对组份的活度系数的简单计 算方法。 4. 化学平衡 等温方程及标准平衡常数。明了标准平衡常数的定义。会用热力学数据计算标准 平衡常数。了解等温方程的推导。 掌握用等温方程判断化学反应的方向和限度 的方法。 理解平衡常数的测定，掌握平衡组成的计算。 温度对标准平衡常数的影响。了解等压方程的推导。理解温度对标准平衡常数的 影响。 会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数。 影响理想气体反应平衡的其它因素。了解压力和惰性气体对化学平衡组成的影响 了解同时平衡。 5. 相平衡 理解相律的推导和定义。 掌握单组分系统相图的特点和应用。 掌握二组分系统气-液平衡相图的特点(包括温度组成图，压力组成图，气相组 成液相组成图)。 掌握二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气液平衡相图。 掌握二组分系统固液平衡相图(包括生成稳定，不稳定化合物及固态部分互溶相 图) 要求会填写相图中各区域存在的物质；能用杠杆规则进行计算。能用相律分析相 图和计算自由度数；能从实验数据绘制相图。 6. 化学动力学基础 明了化学反应速率定义及测定方法。 明了反应速率常数及反应级数的概念。理解基元反应及反应分子数的概念。 掌握零级、一级和二级反应的速率方程的积分式及其应用。 掌握通过实验建立速率方程的方法。 掌握 Arrhennius 方程及其应用。明了活化能及指前因子的定义和物理意义。 理解对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。 掌握由反应机理建立速率方程的近似方法：稳定态近似方法，平衡态近似法。 了解单分子反应的 Lindemann(林德曼)机理。 了解链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系。 了解简单碰撞理论的基本思想和结果。 理解经典过渡状态理论的基本思想、基本公式及有关概念。 了解溶液中的反应特征。 光化学(理解光化学第一、第二定律，掌握量子效率的概念及计算方法，了解光 化学反应特征) 了解催化作用的特征。了解多相反应的步骤。 7. 电化学 了解电解质溶液的导电机理和法拉第定律。 理解离子迁移数和计算方法。 理解表征电解质溶液导电能力的物理量(电导率, 摩尔电导率)。 了解离子独立运动定律。 理解电导测定的应用。 理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。 了解离子氛的概念和 Debye-Huckel 极限公式。 理解可逆电池及韦斯顿标准电池 理解原电池电动势与热力学函数的关系。 掌握 Nernst 方程及其计算。 掌握各种类型电极的特征。 掌握电动势测定的主要应用。 掌握把一般的电池反应设计成电池。 理解产生电极极化的原因和超电势的概念。 8. 表面现象 理解表面张力和表面 Gibbs 函数的概念。 了解铺展和铺展系数。了解润湿、接触角和 Young 方程。 理解弯曲界面的附加压力概念和 Laplace 方程及毛细管现象。 理解 Kelvin 公式及其应用。解释亚稳状态和新相生成现象 了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。掌握 Langmuir 吸附、单分子层吸附模 型和吸附等温式。 了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。理解 Gibbs 吸附等温式。 9. 胶体化学 了解胶体的制备方法。 了解胶体的若干重要性质：Tyndall 效应，Brown 运动，沉降平衡，电泳和电渗。 明了胶团的结构和扩散双电层概念和憎液溶胶的聚沉。 了解憎液溶胶的 DLVO 理论，理解电解质对溶胶和高分子溶液稳定性的作用。 了解乳状液的类型及稳定和破坏的方法。 了解纳米材料与胶体的异同点。了解纳米材料的制备、性质及其应用。 建议参考教材 (1) 葛华才，袁高清，彭程. 物理化学(多媒体版).高等教育出版社：北京， 2008 年。 (2) 天津大学物理化学教研室. 物理化学(第四版).高等教育出版社出版：北京， 2001 年。 860 普通物理(含力、热、电、光学)考试大纲 普通物理学程守洙、江之永,高等教育出版社 1998 年 一.考试内容：力学、热学、电学、光学等。 二.考试要求： （一） 力学 1. 质点运动学：熟练掌握和灵活运用：矢径；参考系；运动方程；瞬时速 度；瞬时加速度；切向加速度；法向加速度；圆周运动；运动的相对性。 2.质点动力学：熟练掌握和灵活运用：惯性参照系；牛顿运动定律；功；功 率；质点的动能；弹性势能；重力势能；保守力；功能原理；机械能守恒与转化 定律；动量、冲量、动量定理；动量守恒定律。 3.刚体的转动：熟练的掌握和灵活的运用：角速度矢量；质心；转动惯量； 转动动能；转动定律；力矩；力矩的功；定轴转动中的转动动能定律；角动量和 冲量矩；角动量定理；角动量守恒定律。 4.简谐振动和波：熟练掌握和灵活运用：运动学特征（位移、速度、加速度， 简谐振动过程中的振幅、角频率、频率、位相、初位相、相位差、同相和反相）； 动力学分析；振动方程；旋转矢量表示法；谐振动的能量；谐振动的合成；波的 产生与传播；波的能量、能流密度；波的叠加与干涉；驻波；多普勒效应。 （二）热学 1.气体分子运动论：理解并掌握：理想气体状态方程，理想气体的压强公式， 麦克斯韦速率分布律，玻耳兹曼分布律，能量按自由度均分定理。 2.热力学：理解：热力学第一定律，热力学第一定律的应用，循环过程、卡 诺循环，热力学第二定律。 （三） 电磁学 1.静电场：熟练掌握和灵活运用：库仑定律，静电场的电场强度及电势，场 强与电势的叠加原理。理解并掌握：高斯定理，环路定理，静电场中导体及电介 质问题，电容、静电场能量。 2. 稳恒电流的磁场：熟练掌握和灵活运用：磁感应强度矢量，磁场的叠加 原理，毕奥萨伐尔定律及应用，磁场的高斯定理、安培环路定理及应用。理解 并掌握：磁场对载流导体的作用，安培定律。运动电荷的磁场、洛仑兹力。了解： 磁介质， 介质的磁化问题。 3. 电磁感应：熟练掌握和灵活运用：法拉第电磁感应定律，楞次定律，动 生电动势。理解并掌握：自感、互感、自感磁能，互感磁能，磁场能量。 4. 电磁场理论与电磁波：熟练掌握和灵活运用：位移电流，麦克斯韦方程 组。理解并掌握：电磁波的产生与传播，电磁波的基本性质，电磁波的能流密度。 （四）光学 1.光波场的描述：能写出各种光波的波函数；能正确表述光波的各种偏振状 态。 2. 光的干涉：正确理解波的叠加原理和相干光的含义；理解各种典型干涉 装置（杨氏实验、尖劈、牛顿环）的工作原理；能解释各种典型干涉装置产生的 干涉图样的特点；了解上述装置干涉场中的光强分布。 3. 光的衍射：正确理解产生光的衍射现象的机理；掌握处理衍射问题的基 本原理；能灵活运用半波带法解释几种典型装置的衍射现象；了解上述装置衍射 场中的光强分布问题。 4. 光的偏振：掌握线偏振光的获得与检验；理解各种偏振光器件（偏振片、 波片）的工作原理；能熟练运用各种偏振光器件产生和检验偏振光；能熟练运用 马吕公式求解问题；掌握反射和折射光的偏振；了解光在各向异性介质中的传播。 三.主要参考教材： 1. 程守洙，江之水 主编，胡盘新，汤毓骏，宋开欣修订，普通物理学(1-3 册)（第 5 版），